JP4342317B2 - Backflow prevention device and electronic device - Google Patents
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Description
技術分野
本発明はファンユニットの吸気口側または排気口側に配置される逆流防止装置及びそのような逆流防止装置を備えた電子装置に関する。
背景技術
近年の電子装置は、電気/電子部品と、これらの電気/電子部品を冷却するために複数の軸流ファンを含む。例えば2つの軸流ファンは互いに横に並んで共通のダクトに配置される。この場合、1つの軸流ファンが故障等により停止すると、その軸流ファンが冷却風を送風できなくなるばかりでなく、他の軸流ファンから吐出された冷却風が停止した軸流ファンに逆流し、全体の冷却能力が大きく低下する。そのために、軸流ファンの流体出口側に逆流防止装置を設け、1つの軸流ファンが停止しても、他の軸流ファンから吐出された冷却風が停止した軸流ファンに逆流しないようにする提案がなされている。
例えば、特開昭50−95802号公報は、軸流ファンと、軸流ファンの流体出口側に配置されたプラスチックシートからなる逆流防止板とからなるファンユニットを開示している。逆流防止板の一部がファンユニットに固定され、逆流防止板の残りの部分は弾性的に変形可能である。軸流ファンの作動時に、逆流防止板は軸流ファンの発生する空気の流れを受けて弾性的に変形し、よって軸流ファンと逆流防止板との間に流路が形成される。軸流ファンが停止したときに、逆流防止板は軸流ファンの発生する空気の流れがなくなることにより軸流ファンを覆う位置に戻るようになっている。従って、軸流ファンを逆流しようとする空気の流れは逆流防止板によって阻止される。
この従来技術に開示された逆流防止板の場合には、軸流ファンの作動時に逆流防止板が軸流ファンの発生する空気の流れの中でバタバタとはためき、騒音を発生するという問題がある。
特開平9−126191号公報は、軸流ファンの羽根がファン本来の作用と逆流防止作用とを有するように構成された軸流ファンの構造を開示している。軸流ファンの羽根は、ヒンジ部により軸流ファンの回転軸に可動に取りつけられる。軸流ファンの作動時には、軸流ファンの羽根は、通常の概略スパイラル状の羽根の位置へ動く。軸流ファンの停止時には、軸流ファンの羽根は、回転軸に対して概略垂直な位置へ動き、軸流ファンの流路を閉じるようになっている。この従来技術に開示された軸流ファンの羽根は、実際に作るのが難しく、作った場合には、騒音やコストの問題が発生する。
特開平11−22698号公報は、軸流ファンと、ルーバー状の板部材を含む逆流防止装置とを備えたファン装置を開示している。この場合、全てのルーバー状の板部材が互いに平行に配置され、軸流ファンに対して一定の斜め方向に開口する流路を形成するので、軸流ファンが発生する空気の流れが一方向に偏向した流れになり、ファン性能の低下や騒音の増大などの問題がある。
発明の開示
本発明の目的はファンの作動時にはファンの発生する空気の流れを阻害することなく、かつ、ファンの停止時にはファンへの逆流を確実に防止することのできる逆流防止装置及び電子装置を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明による逆流防止装置は、ファンによる流体の流通路に配置される逆流防止装置であって、フレームと、該フレームの中心のまわりに配置され且つ該フレームに取りつけられた複数の支持軸と、該複数の支持軸にそれぞれに支持された複数の旋回可能な板部材とを備えたことを特徴とする。
この構成において、ファンの作動時には、逆流防止装置の板部材はファンの発生する空気の流れを受けて支持軸のまわりで旋回し、ファンの発生する空気の流れを許容する。複数の支持軸がフレームの中心のまわりに種々の角度で配置され、逆流防止装置の板部材はファンの発生する空気の流れを阻害することがない。ファンの停止時には、逆流防止装置の板部材はファンの発生する空気の流れがなくなることにより支持軸のまわりで旋回し、ファンへ向かう流体の逆流を阻止する。
好ましくは、前記フレームは、中央部分と、該中央部分のまわりに該中央部分から間隔をあけて位置する周辺部分と、該中央部分と該周辺部分との間に位置する連結部分とからなる。
好ましい1つの態様においては、前記支持軸は2つの連結部分に取りつけられる。この場合、好ましくは、前記支持軸は該フレームの中心から放射方向に延びる線に対してほぼ垂直に延びる。さらに、前記板部材はほぼ同心円状に配置される。
好ましいもう1つの態様においては、前記支持軸は前記中央部分と前記周辺部分に放射状に取りつけられる。この場合、好ましくは、前記板部材は放射状に配置される。
好ましくは、前記板部材は前記支持軸によって分割される第1の板部分と第2の板部分とを有し、前記板部材の重心は該第1の板部分にある。前記板部材は前記第2の板部分に錘を有する。前記板部材は前記第1の板部分で湾曲している。前記板部材は軸流ファンによって生成される冷却空気の流れの方向に凸に湾曲している。前記板部材は前記フレームに当接するストッパ部材を含む。前記板部材はほぼ一平面内に位置する第1の位置と、ファンとは反対側に立ち上がった第2の位置との間で動くことができる。前記板部材を第1の位置に向かって付勢する弾性部材を備える。
さらに、本発明は、電子部品を含む電子装置筐体と、ファンと、該ファンによる流体の流通路に配置された上記に記載の逆流防止装置とを備えることを特徴とする電子装置を提供する。
発明を実施するための最良の形態
図1は本発明に係わる軸流ファン及び逆流防止装置を有する電子装置を示す略斜視図である。電子装置10はケーシング12を有し、電気/電子部品14がケーシング12内に収容されている。ケーシング12の一方の側(図1では上側)に、2つのファンユニット16が互いに横に並べて配置されている。2つのファンユニット16は図示しないダクトに一緒に配置される。矢印Aはファンユニット16によって生成されるケーシング12を通る冷却空気の流れを示す。破線の矢印Bは一方のファンユニット16のファンが停止したときに他方のファンユニット16のファンへ向かう冷却空気の逆流を示す。本発明においては、この逆流を防止するために、逆流防止装置が設けられる。
図2は本発明の第1実施例の軸流ファン及び逆流防止装置を含む図1のファンユニット16を示す略側面図である。ファンユニット16は、軸流ファン18と、軸流ファン18の流体出口側に配置される逆流防止装置20とを有する。軸流ファン18は、ファンケース22と、ファンケース22の中央部に固定されたモータ24と、モータ24の回転子に結合された羽根26とを有する。
図3は図2の軸流ファン18が停止したときの逆流防止装置20を示す斜視図である。図4は図2の軸流ファン18が作動しているときの逆流防止装置20を示す斜視図である。
図2から図4において、逆流防止装置20は、フレーム28と、フレーム28の中心のまわりに配置され且つフレーム28に取りつけられた複数の支持軸30と、支持軸30にそれぞれ支持された複数の旋回可能な板部材32とを備える。図3においては、全ての板部材32はほぼ一平面内に位置する第1の位置(逆流防止位置)にある。図4においては、全ての板部材32は軸流ファン18とは反対側に立ち上がった第2の位置(通常作動位置)にある。板部材32は比較的に剛性の高い材料、例えば金属で作られる。
この構成において、軸流ファン18の作動時には、逆流防止装置20の板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れを受けて支持軸30のまわりで旋回し、軸流ファン18の発生する空気の流れを許容する(図4)。複数の支持軸30がフレーム28の中心のまわりに種々の角度で配置され、逆流防止装置20の板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れを阻害することがない。軸流ファン18の停止時には、軸流ファン18の発生する空気の流れがなくなり、逆流防止装置20の板部材32は自重により支持軸32のまわりで旋回し、軸流ファン18へ向かう流体の逆流を阻止する(図3)。
より詳細には、フレーム28は、中央部分28Aと、中央部分28Aのまわりに中央部分28Aから間隔をあけて位置する周辺部分28Bと、中央部分28Aと周辺部分28Bとの間に位置する連結部分28Cとからなる。周辺羽根部材28Dが周辺部分28Bに取りつけられている。中央部分28Aは軸流ファン18のモータ24の上方に位置し、周辺部分28Bは軸流ファン18のファンケース22の上方に位置する。従って、フレーム28は軸流ファン18の発生する空気の流れを阻害することはない。
隣接する2つの連結部分28Cはほぼ扇形の空間を形成する。支持軸30は隣接する2つの連結部分28Cに取りつけられる。この場合、支持軸30はフレーム28の中心から放射方向に延びる線(扇形の2辺の中線)に対してほぼ垂直(概略円周方向)に延びる。実施例においては、2つの板部材32が上記扇形の空間に配置され、全ての板部材32はほぼ同心円状に配置される。
軸流ファン18の発生する空気の流れは、軸流ファン18のファンケース22の軸線方向の成分と、半径方向外方向の成分と、円周方向の成分との組み合わせである。図4に示されるように、逆流防止装置20の板部材32がほぼ同心円状に配置され、軸流ファン18とは反対側に立ち上がった状態では、板部材32はファンケース22の軸線方向の成分と円周方向の成分との組み合わせからなる流体の流れの方向とほぼ平行に配置されていることになり、板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れをほとんど阻害することはない。また、板部材32は軸流ファンの発生する空気の流れの中でバタバタとはためき、騒音を発生することもない。また、逆流防止装置20は確実に製造することができる。
図5から図8は逆流防止装置20の板部材32の例を示す図である。図5においては、板部材32は平坦な板で作られる。支持軸30は板部材32の中心よりも偏った位置に取りつけられる。すなわち、板部材32は支持軸30によって分割される第1の板部分32Aと第2の板部分32Bとを有し、板部材32の重心Gは第1の板部分32Aにある。板部材32が一定の幅を有する板からなる場合には、第1の板部分32Aの長さは第2の板部分32Bの長さよりも大きい。
板部材32は、軸流ファン18によって生成される冷却空気の流れAによって、支持軸30のまわりで矢印Cで示されるように旋回する。面積の大きい第1の部分32Aが垂直方向で上を向く。支持軸30を板部材32の中心よりも偏った位置に取りつけることによって、板部材32は冷却空気の流れAによって容易に旋回することができる。例えば、支持軸30の位置が板部材32の中心にあると、第1の板部分32Aの面積と第2の板部分32Bの面積が等しくなり、板部分32の両部分は等しい圧力を受けるので、板部材32は旋回しない。支持軸30の位置が板部材32の一端部にあると、板部材32を旋回させるのに必要な回転モーメントが大きくなる。
図6は逆流防止装置20の板部材32の一例を示す側面図であり、図7は図6の逆流防止装置20の板部材32及びフレーム28の連結部分28Cを示す斜視図である。図6及び図7においては、板部材32は支持軸30によって分割される第1の板部分32Aと第2の板部分32Bとを有し、板部材32の重心は第1の板部分32Aにある。板部材32は第1の板部分32Aで湾曲している(湾曲部32C)。板部材32は軸流ファン18によって生成される冷却空気の流れの方向に凸に湾曲しており、板部材32が風を受けて旋回しやすくしている。板部材32は第2の板部分32Bに錘34を有する。板部材32はその側部はフレーム28に当接するストッパ部材36を含む。
支持軸30はクランプ38によって板部材32に取りつけられる。フレーム28の連結部分28Cは軸受穴40を有し、支持軸30の端部が軸受穴40に支承される。軸受穴40は図示しない軸受カバーによって閉じられる。ストッパ部材36は板部材32が垂直な位置になったときにフレーム28の連結部分28Cに当接し、板部材32が垂直な位置に維持される。錘34は面積の小さい第2の板部分32Bに重さを加え、板部材32の回転モーメントを小さくする。
図3から図5に示す板部材32は図6及び図7に示す板部材32と同様のものである。板部材32はフレーム28の隣接する2つの連結部分28Cによって形成される扇形の空間に対応して矩形と台形とを組み合わせた形状に形成される。支持軸30は板部材32の台形の部分に取りつけられる。図3に示されるように板部材32が一平面内に位置する場合には、台形の部分がフレーム28の中央部分28Aの側に位置し、矩形の部分が周辺部分28Bの側に位置する。1つの扇形の空間に位置する2つの板部材32の大きさは互いに異なっており、小さい板部材32がフレーム28の中央部分28Aの側に位置し、大きい板部材32がフレーム28の周辺部分28Bの側に位置する。このようにして、全ての板部材32が一平面内に位置する場合に、全ての板部材32及びフレーム28は隙間のない1枚の板となって、逆流を防止する。ただし、全ての板部材32及びフレーム28はわずかな隙間を作るようにしてもよい。わずかな隙間を作ることにより、軸流ファン18が停止しているときに、熱を逃がすことができる。
図8は逆流防止装置20の板部材32の一例を示す斜視図である。この板部材32は図7の板部材32と類似している。図8においては、ばね42が板部材32とフレーム28の連結部分28Cとの間に配置され、軸流ファン18が停止したときに板部材32がその重量ばかりでなくばね42によって図3の位置へ戻されるようになっている。
図9から図11は本発明の第2実施例の逆流防止装置を示す図である。図9は軸流ファン及び逆流防止装置を含む図1のファンユニットを示す略側面図である。図10は図9の軸流ファンが停止したときの逆流防止装置を示す斜視図である。図11は図9の軸流ファンが作動しているときの逆流防止装置を示す斜視図である。
図9から図11において、ファンユニット16は、軸流ファン18と、軸流ファン18の流体出口側に配置される逆流防止装置20とを有する。軸流ファン18は、ファンケース22と、ファンケース22の中央部に固定されたモータ(図示せず)と、モータの回転子に結合された羽根(図示せず、図2参照)とを有する。
図10は図9の軸流ファン18が停止したときの逆流防止装置20を示す斜視図である。図11は図9の軸流ファン18が作動しているときの逆流防止装置20を示す斜視図である。
図9から図11において、逆流防止装置20は、フレーム28と、フレーム28の中心のまわりに配置され且つフレーム28に取りつけられた複数の支持軸30と、支持軸30にそれぞれ支持された複数の旋回可能な板部材32とを備える。図10において、全ての板部材32はほぼ一平面内に位置する第1の位置にある。図12においては、全ての板部材32は軸流ファン18とは反対側に立ち上がった第2の位置にある。
従って、この場合にも、軸流ファン18の作動時には、逆流防止装置20の板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れを受けて支持軸30のまわりで旋回し、軸流ファン18の発生する空気の流れを許容する(図12)。複数の支持軸30がフレーム28の中心のまわりに種々の角度で配置され、逆流防止装置20の板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れを阻害することがない。軸流ファン18の停止時には、逆流防止装置20の板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れがなくなることにより自重により支持軸32のまわりで旋回し、軸流ファン18へ向かう流体の逆流を阻止する(図11)。
フレーム28は、中央部分28Aと、中央部分28Aのまわりに中央部分28Aから間隔をあけて位置する周辺部分28Bと、中央部分28Aと周辺部分28Bとの間に位置する連結部分28Cとからなる。中央部分28Aは軸流ファン18のモータ24の上方に位置し、周辺部分28Bは軸流ファン18のファンケース22の上方に位置する。従って、フレーム28は軸流ファン18の発生する空気の流れを阻害することはない。
この実施例においては、支持軸30はフレーム28の中央部分28Aと周辺部分28Bに放射状に取りつけられる。板部材32は放射状に配置される。図11に示されるように、逆流防止装置20の板部材32が放射状に配置され、軸流ファン18とは反対側に立ち上がった状態では、板部材32はファンケース22の軸線方向の成分と半径方向外方向の成分との組み合わせからなる流体の流れの方向とほぼ平行に配置されていることになり、板部材32は軸流ファン18の発生する空気の流れをほとんど阻害することはない。また、板部材32は軸流ファンの発生する空気の流れの中でバタバタとはためき、騒音を発生することもない。また、逆流防止装置20は確実に製造することができる。
図9から図11の実施例においても、板部材32の形状及び板部材32と支持軸30との結合関係は図5から図8を参照した説明した特徴を含むものとすることができる。
図12から図14は本発明による逆流防止装置の板部材の一例を説明する側面図である。点線32は板部材32が垂直な位置にある状態を示す。図12は平板からなる板部材32の例を示す。この場合、支持部材30は板部材32の長さLの1/4Lの位置に設けられるので好ましい。図13は湾曲した板部材32の例を示す。この場合、支持部材30は板部材32の長さLの1/4Lの位置に設けられるので好ましい。図14は流線形の板部材32の例を示す。この場合、支持部材30は板部材32の長さLの1/4Lの位置に設けられるので好ましい。
図15は板部材と支持軸との関係を解析するための円弧翼をモデルとした例を示す図である。図16は速度の成分の関係を示す図である。
図15において、流れの速度をU、迎角をα、翼前縁をx=−1、後縁をx=1とし、円弧翼形をy(x)とする。翼を渦の分布で置き換え、渦分布をγとすると、ξのところの渦γdξの渦によってxの所に生じるy方向の速度dvおよび、全体の渦による速度vは次式で表される。
ここで下記の変数の置き換え、およびクッタの条件を適用し、渦分布を(4)式で表す。
(2),(3)および(4)式より速度vは(5)式で表される。
Uとvの合速度は翼面上では翼の方向と一致しなければならないため、αが小さいとすると(6)式が成り立つ。
したがって、翼形は次式で表される。
円弧翼の場合はa2=a3=…=0とおき、前縁、後縁での条件をあてはめると、
したがって円弧翼の翼形は次式で表される。
このときの、原点周りのモーメントM0、前縁周りのモーメントM1.e.、空力中心周りのモーメントM25%はそれぞれ次式で表される。
(9),(10)式は迎角αを含むのに対して、(11)は式は迎角αを含まず翼形状および流速のみによって決定される。つまり流れ場の変動に対してより安定な傾向を示すことがわかる。
なお、以上の説明は円弧翼のみならず一般の翼形に対しても同様の傾向を示すものである。
産業上の利用の可能性
以上説明したように、本発明によれば、ファンの作動時にはファンの発生する空気の流れを阻害することなく、かつ、ファンの停止時にはファンへの逆流を確実に防止することのできる逆流防止装置及び電子装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
以下添付の図面に示される実施例を参照して本発明を説明する。
図面において、
図1は軸流ファン及び逆流防止装置を有する電子装置を示す略斜視図である。
図2は本発明の第1実施例の軸流ファン及び逆流防止装置を含む図1のファンユニットを示す略側面図である。
図3は図2の軸流ファンが停止したときの逆流防止装置を示す斜視図である。
図4は図2の軸流ファンが作動しているときの逆流防止装置を示す斜視図である。
図5は逆流防止装置の板部材の一例を示す側面図である。
図6は逆流防止装置の板部材の一例を示す側面図である。
図7は図6の逆流防止装置の板部材及びフレームの連結部分を示す斜視図である。
図8は逆流防止装置の板部材の一例を示す斜視図である。
図9は本発明の第2実施例の軸流ファン及び逆流防止装置を含む図1のファンユニットを示す略側面図である。
図10は図9の軸流ファンが停止したときの逆流防止装置を示す斜視図である。
図11は図9の軸流ファンが作動しているときの逆流防止装置を示す斜視図である。
図12は本発明による逆流防止装置の板部材の一例を説明する側面図である。
図13は本発明による逆流防止装置の板部材の一例を説明する側面図である。
図14は本発明による逆流防止装置の板部材の一例を説明する側面図である。
図15は板部材と支持軸との関係を解析するための円弧翼をモデルとした例を示す図である。
図16は速度の成分の関係を示す図である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a backflow prevention device disposed on an intake port side or an exhaust port side of a fan unit and an electronic device including such a backflow prevention device.
BACKGROUND ART Recent electronic devices include electrical / electronic components and a plurality of axial fans for cooling these electrical / electronic components. For example, two axial fans are arranged side by side in a common duct. In this case, if one axial fan is stopped due to a failure or the like, not only the axial fan cannot blow cooling air, but also the cooling air discharged from the other axial fans flows back to the stopped axial fan. The overall cooling capacity is greatly reduced. For this purpose, a backflow prevention device is provided on the fluid outlet side of the axial fan so that even if one axial fan stops, the cooling air discharged from the other axial fans does not flow back to the stopped axial fan. Proposals have been made.
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-95802 discloses a fan unit comprising an axial fan and a backflow prevention plate made of a plastic sheet disposed on the fluid outlet side of the axial fan. A part of the backflow prevention plate is fixed to the fan unit, and the remaining part of the backflow prevention plate is elastically deformable. During operation of the axial fan, the backflow prevention plate is elastically deformed in response to the air flow generated by the axial flow fan, so that a flow path is formed between the axial flow fan and the backflow prevention plate. When the axial flow fan stops, the backflow prevention plate returns to a position covering the axial flow fan by eliminating the flow of air generated by the axial flow fan. Therefore, the air flow that tries to flow backward through the axial fan is blocked by the backflow prevention plate.
In the case of the backflow prevention plate disclosed in this prior art, there is a problem that the backflow prevention plate flutters in the air flow generated by the axial flow fan during operation of the axial flow fan and generates noise.
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-126191 discloses an axial fan structure in which the blades of an axial fan have an original function and an anti-backflow function. The blades of the axial fan are movably attached to the rotating shaft of the axial fan by the hinge portion. During operation of the axial fan, the blades of the axial fan move to the position of a normal, generally spiral blade. When the axial fan is stopped, the blades of the axial fan move to a position substantially perpendicular to the rotation axis, and the flow path of the axial fan is closed. The blades of the axial fan disclosed in this prior art are actually difficult to make, and if they are made, noise and cost problems occur.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-22698 discloses a fan device including an axial fan and a backflow prevention device including a louvered plate member. In this case, all the louver-like plate members are arranged in parallel to each other to form a flow path that opens in a certain oblique direction with respect to the axial fan, so that the air flow generated by the axial fan is unidirectional. The flow is deflected, and there are problems such as a decrease in fan performance and an increase in noise.
DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a backflow prevention device and an electronic device capable of reliably preventing backflow to a fan without stopping air flow generated by the fan when the fan is operating and also when the fan is stopped. Is to provide.
In order to achieve the above object, a backflow prevention device according to the present invention is a backflow prevention device arranged in a fluid flow path by a fan, and is arranged around a frame and the center of the frame and attached to the frame. And a plurality of pivotable plate members respectively supported by the plurality of support shafts.
In this configuration, when the fan is in operation, the plate member of the backflow prevention device receives the air flow generated by the fan and swivels around the support shaft to allow the air flow generated by the fan. The plurality of support shafts are arranged at various angles around the center of the frame, and the plate member of the backflow prevention device does not obstruct the air flow generated by the fan. When the fan is stopped, the plate member of the backflow prevention device turns around the support shaft by eliminating the air flow generated by the fan, and prevents the backflow of fluid toward the fan.
Preferably, the frame includes a central portion, a peripheral portion located around the central portion and spaced from the central portion, and a connecting portion positioned between the central portion and the peripheral portion.
In a preferred embodiment, the support shaft is attached to two connecting portions. In this case, the support shaft preferably extends substantially perpendicular to a line extending radially from the center of the frame. Further, the plate members are arranged substantially concentrically.
In another preferred embodiment, the support shaft is attached radially to the central portion and the peripheral portion. In this case, the plate members are preferably arranged radially.
Preferably, the plate member has a first plate portion and a second plate portion which are divided by the support shaft, and the center of gravity of the plate member is in the first plate portion. The plate member has a weight on the second plate portion. The plate member is curved at the first plate portion. The plate member is convexly curved in the direction of the flow of cooling air generated by the axial fan. The plate member includes a stopper member that contacts the frame. The plate member can move between a first position located substantially in one plane and a second position raised on the opposite side of the fan. An elastic member that urges the plate member toward the first position is provided.
Furthermore, the present invention provides an electronic device comprising an electronic device housing including electronic components, a fan, and the backflow prevention device described above disposed in a fluid flow path by the fan. .
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIG. 1 is a schematic perspective view showing an electronic apparatus having an axial fan and a backflow prevention device according to the present invention. The
FIG. 2 is a schematic side view showing the
FIG. 3 is a perspective view showing the
2 to 4, the
In this configuration, when the
More specifically, the
Two adjacent connecting
The air flow generated by the
5 to 8 are views showing examples of the
The
6 is a side view showing an example of the
The
The
FIG. 8 is a perspective view showing an example of the
9 to 11 are views showing a backflow prevention device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic side view showing the fan unit of FIG. 1 including an axial fan and a backflow prevention device. FIG. 10 is a perspective view showing the backflow prevention device when the axial fan of FIG. 9 is stopped. FIG. 11 is a perspective view showing the backflow prevention device when the axial fan of FIG. 9 is operating.
9 to 11, the
FIG. 10 is a perspective view showing the
9 to 11, the
Accordingly, also in this case, when the
The
In this embodiment, the
9 to 11, the shape of the
12 to 14 are side views for explaining an example of a plate member of the backflow prevention device according to the present invention. A dotted
FIG. 15 is a diagram showing an example in which a circular arc blade for analyzing the relationship between the plate member and the support shaft is used as a model. FIG. 16 is a diagram showing the relationship of velocity components.
In FIG. 15, the flow velocity is U, the angle of attack is α, the blade leading edge is x = −1, the trailing edge is x = 1, and the arc airfoil is y (x). If the wing is replaced with a vortex distribution and the vortex distribution is γ, the velocity dv in the y direction generated at the x by the vortex of the vortex γdξ at ξ and the velocity v due to the entire vortex are expressed by
Here, the following variable substitution and Kutta conditions are applied, and the vortex distribution is expressed by Equation (4).
From the expressions (2), (3) and (4), the speed v is expressed by the expression (5).
Since the combined speed of U and v must coincide with the direction of the blade on the blade surface, equation (6) is established if α is small.
Therefore, the airfoil is expressed by the following equation.
In the case of an arc wing, a 2 = a 3 =... = 0, and applying the conditions at the leading edge and the trailing edge,
Therefore, the airfoil shape of the arc wing is expressed by the following equation.
At this time, the moment M 0 around the origin, the moment M 1 around the leading edge. e . The moment M 25% around the aerodynamic center is expressed by the following equations.
Equations (9) and (10) include the angle of attack α, while equation (11) does not include the angle of attack α and is determined only by the blade shape and flow velocity. In other words, it shows a more stable tendency with respect to fluctuations in the flow field.
In addition, the above description shows the same tendency not only for arc blades but also for general airfoils.
Industrial Applicability As explained above, according to the present invention, the air flow generated by the fan is not obstructed when the fan is operated, and the backflow to the fan is reliably prevented when the fan is stopped. A backflow prevention device and an electronic device that can be obtained can be obtained.
[Brief description of the drawings]
The present invention will now be described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
In the drawing
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an electronic device having an axial fan and a backflow prevention device.
FIG. 2 is a schematic side view showing the fan unit of FIG. 1 including the axial fan and the backflow prevention device of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing the backflow prevention device when the axial fan of FIG. 2 is stopped.
FIG. 4 is a perspective view showing the backflow prevention device when the axial fan of FIG. 2 is operating.
FIG. 5 is a side view showing an example of a plate member of the backflow prevention device.
FIG. 6 is a side view showing an example of a plate member of the backflow prevention device.
FIG. 7 is a perspective view showing a connecting portion of the plate member and the frame of the backflow prevention device of FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a plate member of the backflow prevention device.
FIG. 9 is a schematic side view showing the fan unit of FIG. 1 including the axial fan and the backflow prevention device of the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing the backflow prevention device when the axial fan of FIG. 9 is stopped.
FIG. 11 is a perspective view showing the backflow prevention device when the axial fan of FIG. 9 is operating.
FIG. 12 is a side view for explaining an example of a plate member of the backflow prevention device according to the present invention.
FIG. 13 is a side view for explaining an example of a plate member of the backflow prevention device according to the present invention.
FIG. 14 is a side view for explaining an example of a plate member of the backflow prevention device according to the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing an example in which a circular arc blade for analyzing the relationship between the plate member and the support shaft is used as a model.
FIG. 16 is a diagram showing the relationship of velocity components.
Claims (11)
(i)前記支持軸によって分割される第1の板部分と第2の板部分とを有し且つ該板部材の重心は該第1の板部分にあり、
(ii)前記第2の板部分に錘を有し、
(iii)前記第1の板部分で湾曲しており、
(iv)ファンによって生成される空気の流れの方向に凸に湾曲しており、該ファンによる空気の流れは、前記重心にかかる重力方向と反対の方向である垂直上方であることを特徴とする逆流防止装置。A backflow prevention device disposed in a fluid flow path by a fan, the frame, a plurality of support shafts disposed around the center of the frame and attached to the frame, and a plurality of support shafts supported by the support shafts A pivotable plate member , wherein the plate member is
(I) having a first plate portion and a second plate portion divided by the support shaft, and the center of gravity of the plate member is in the first plate portion;
(Ii) having a weight on the second plate portion;
(Iii) curved at the first plate portion;
(Iv) It is convexly curved in the direction of air flow generated by the fan, and the air flow by the fan is vertically upward, which is the direction opposite to the direction of gravity applied to the center of gravity. Backflow prevention device.
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